峰值包络检波器检波原理及失真分析
二极管峰值包络检波器的设计
二极管峰值包络检波器的设计峰值包络检波器是一种广泛应用于无线通信和雷达系统中的电路，用于从调制信号中提取出包络信号。
与常规的整流电路不同，峰值包络检波器能够准确地提取出输入信号的包络，同时不失真信号的高频特性。
本文将介绍如何设计一个基于二极管的峰值包络检波器。
首先，让我们了解一下峰值包络检波器的工作原理。
该电路的基本原理是利用二极管的非线性特性，使得输入信号的正半周被整流为直流信号，并在其中一个时刻保持其峰值。
下面是该电路的基本结构图：```+---------+IN---，---->OU+---------+```图中的IN表示输入信号，OUT表示输出信号。
接下来，我们将介绍该电路的设计步骤。
第一步是选择合适的二极管。
峰值包络检波器的设计需要选择具有合适的非线性特性的二极管。
一般情况下，选择肖特基二极管或者高速稳压二极管。
第二步是选择合适的电容。
电容的选择应尽可能大，以便提高信号的低频响应。
一般情况下，选择0.1μF或更大的电容。
第三步是确定电路的截止频率。
峰值包络检波器的截止频率取决于输入信号的最高频率和电容的值。
一般情况下，选择截止频率为输入信号频率的两倍。
第四步是电路的仿真。
可以使用电路仿真软件如Multisim或者LTSpice来模拟电路的性能，以便调整参数并优化电路性能。
第五步是实际的电路实现。
根据仿真结果，选择合适的元器件并进行电路布局和焊接。
注意保持元器件的引脚长度一致，以减少对信号的串扰。
第六步是电路的测试和调试。
使用信号发生器输入不同频率和幅度的信号，并使用示波器观察输出信号的波形和幅度。
根据测试结果，调整元器件的数值以实现最优性能。
最后，设计完成的峰值包络检波器可以应用于无线通信系统或雷达系统中。
包络检波原理
包络检波原理
包络检波原理是一种将调制信号从高频信号中分离出来的技术。
在调制过程中，调制信号会被叠加到高频信号中，形成调制载波。
包络检波的主要原理是通过一个击穿电压较低的二极管来提取出原始调制信号。
具体原理如下：
1. 将高频信号输入到二极管的正向偏置端。
2. 当高频信号的幅度小于击穿电压时，二极管处于截止状态，没有电流通过。
在这个阶段，二极管的正向电容会储存一定电荷。
3. 当高频信号的幅度超过击穿电压时，二极管开始导通。
这时，储存在正向电容中的电荷会瞬间通过二极管导通，形成一个包络。
4. 通过滤波器将导通过程中产生的高频成分滤除，只保留包络信号。
5. 经过滤波后的信号被放大器进行放大，最终得到原始调制信号。
包络检波原理在许多领域有广泛应用。
例如，在无线电通信中，包络检波可以用于解调和提取调制信号。
在荧光测量中，包络检波可以用于测量荧光信号的强度。
总之，包络检波原理是一种简单而有效的信号处理技术，可以从高频信号中提取出有用的调制信号。
包络检波原理
包络检波原理包络检波原理是一种常用的调制解调技术，它在通信系统中起着至关重要的作用。
包络检波原理的核心思想是将调制信号的包络提取出来，以便进行信号解调和恢复原始信息。
在本文中，我们将深入探讨包络检波的原理、应用和优缺点，希望能够为相关领域的研究者和工程师提供一些有益的参考。
包络检波的原理是基于调制信号的包络和载波之间的关系。
在调制过程中，原始信息信号经过调制器调制成为带载波的调制信号，其数学表达式为：s(t) = Ac[1 + m(t)]cos(2πfct)。
其中，s(t)为调制信号，Ac为载波幅度，m(t)为原始信息信号，fc为载波频率。
包络检波的关键在于提取调制信号的包络，即原始信息信号的变化规律。
一般来说，包络检波可以通过正交解调、幅度限制、低通滤波等方法实现。
包络检波广泛应用于调幅调制系统和单边带调制系统中。
在调幅调制系统中，包络检波可以将调制信号的包络提取出来，恢复原始信息信号；而在单边带调制系统中，包络检波可以将单边带信号的包络提取出来，实现信号的解调和解码。
此外，包络检波还常用于无线通信系统、音频处理等领域。
包络检波作为一种常见的调制解调技术，具有许多优点。
首先，它能够有效提取调制信号的包络，实现信号的解调和解码；其次，包络检波电路简单，成本低廉，易于实现和维护；再次，包络检波对信道噪声和干扰具有一定的抗干扰能力，能够提高系统的抗干扰性能。
然而，包络检波也存在一些缺点和局限性。
首先，包络检波在信号解调过程中可能会引入一定的失真，影响信号的质量；其次，包络检波对调制信号的带宽要求较高，需要较宽的频带资源；再次，包络检波在高速移动通信环境下可能会受到多径效应和多普勒频移的影响，导致性能下降。
综上所述，包络检波原理是一种重要的调制解调技术，它在通信系统中具有广泛的应用前景。
通过深入理解包络检波的原理、应用和特点，我们可以更好地设计和优化通信系统，提高系统的性能和可靠性。
希望本文能够为相关领域的研究和工程实践提供一些有益的启发和参考。
包络检波器的工作原理
包络检波器的工作原理包络检波器是一种广泛应用于通信和无线电领域的电路设备，它的主要功能是将调制信号转换为包络信号。
本文将从工作原理、应用领域和性能特点三个方面来介绍包络检波器。
一、工作原理包络检波器的工作原理基于调制信号的包络特性。
调制信号一般是由高频信号和低频信号叠加而成，高频信号携带着低频信号的变化信息。
而包络检波器的任务就是从这个叠加信号中提取出低频信号的包络。
其基本的工作流程如下：1. 高频信号的输入：调制信号通过射频输入端口进入包络检波器。
2. 幅度限制：射频信号经过一个幅度限制器，将其幅度限制在一个合适的范围内，以便后续处理。
3. 信号整流：幅度限制后的信号通过整流器，将其转换为全波整流信号。
整流器一般采用二极管或晶体管的整流电路。
4. 低通滤波：全波整流信号通过一个低通滤波器，滤除高频成分，只保留低频成分。
低通滤波器一般采用电容和电阻的组合。
5. 包络输出：经过低通滤波器后的信号即为原调制信号的包络信号，通过包络输出端口输出。
二、应用领域包络检波器在通信和无线电领域有着广泛的应用。
其中一些主要的应用领域包括：1. 通信系统：包络检波器常用于解调调幅信号，在调制解调器中起到关键作用。
它可以提取出调制信号中的低频成分，恢复出原始的基带信号。
2. 无线电广播：在广播领域，包络检波器用于接收和解调广播信号，将其转换为音频信号。
这样听众就可以通过收音机收听到广播节目。
3. 无线电测量：在无线电测量中，包络检波器可用于测量无线电信号的幅度和变化情况。
例如，可以用来测量雷达回波信号的幅度，从而判断目标的距离和速度。
4. 音频处理：包络检波器也可用于音频处理，例如语音信号的增强和音频信号的压缩等。
三、性能特点包络检波器具有一些重要的性能特点，这些特点对于保证其正常工作和提高性能至关重要。
1. 带宽：包络检波器的带宽决定了其能够处理的信号频率范围。
通常情况下，带宽越宽，包络检波器能够处理的信号频率范围就越大。
并联型二极管包络检波器有些情况下
波器增大了 (1 ) 倍。这种电路
适宜于集成化，在集成电路中得 到了广泛的应用。
4.4.1
3、二极管包络检波器中的失真 （1）惰性失真（对角线切割失真） 惰性失真如图4.4.6所示。 产生的原因：它是在调幅波包络下降时，由于时间 常数太大（图中时间 t1 输入电压包络的下降 速度。这种非线性失
证明：功率守恒，输入功率：
输出功率： Vav (dVim ) Po
2 2
RL
R
Vim 2Ri
2
Pi
于是 Vim 2Ri 所以
(dVim )2 RL 1 Ri RL 2
2
d 1
（4.4.4） 4.4.1
在接收设备中， 检波器前接有中频放 大器，如图4.4.4所 示。所以，等效输入
CC 上，这个直流分量 的大小近似为输入载波的振幅，即 VO Vim
所以 CC 等效为一个电压为Vi m 的直流电压源，此电压源在
RL上的分压为
VR
RL Vim Ri 2
（4.4.6）
此电压反向加在二极管两端，如图4.4.7所示。
4.4.1
当输入调幅 波的调制系数 M a 较小时，这个 电压的存在不 致影响二极管 的工作。 当调制系数 M a
若 i Vim cos t 工作原理可以由图 4.4.2描述。
图4.4.2 输入信号为高频等 幅正弦波的检波过程
4.4.1
若C增大，就会充电慢， 大，R一定，放电慢，所以波 动小，o 小。 若R增大，则充电快，放电慢，C一定，波动小， o 大。
（二极管包络检波动画） 4.4.1
当输入为调幅波时的检波器工作波形如图4.4.3所示。
包络检波和同步检波实验
实验七 包络检波和同步检波一、实验目的1、掌握二极管峰值包络检波的原理；2、掌握同步检波的原理；3．掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。
二、实验仪器1、示波器 一台2、稳压电源 一台3、频谱分析仪 一台4、高频毫伏表 一台5、万用表 一台三、实验原理和相关知识振幅解调是振幅调制的逆过程，通常称为检波。
它的作用是从已调制的高频振荡中恢复出原来的调制信号。
检波过程与调制过程正好相反。
从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图所示（此图为单音频Ω调制的情况）。
检波过程也是应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。
图7-1 给出了检波器检波前后的频谱和波形。
u i非线性电路(器件)低通滤波器u Ωfttf0F(a )(b )f c ＋Ff c f c £F图7-1 检波器检波前后的频谱检波器可分为包络检波和同步检波两大类。
AM 振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。
包络检波又分为平方律检波、峰值包络检波、平均包络检波等。
而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，无法用包络检波进行解调，所以采用同步检波方法。
1二极管（大信号）峰值包络检波器 二极管包络检波器的工作原理：主要是利用二极管的单向导电特性和检波负载RC 的充放电过程来完成调制信号的提取。
还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称为包络检波器。
串联式二极管（大信号）包络检波器如图7-2所示：在高频信号电压的正半周时，二极管正向导通并对电容器C 充电，由于二极管的正向导通电阻很小，所以充电电流i D 很大，使电容器上的电压V C 很快就接近高频电压的峰值。
充电电流的方向如图7-2（a ）图中所示。
图7-2 大信号峰值包络检波器的原理这个电压建立后通过信号源电路，又反向地加到二极管D 的两端。
包络检波器的工作原理(一)
包络检波器的工作原理(一)包络检波器的工作原理什么是包络检波器？包络检波器是一种电子设备，用于从调制信号中提取出基带信号的包络特征。
在无线通信、音频处理和振动信号分析等领域中，包络检波器被广泛使用。
包络检波器的基本原理包络检波器的工作原理涉及调制信号的包络。
调制信号是由载波信号和基带信号组合而成的。
包络是基带信号的幅度变化曲线，因此，包络检波器的目标是提取出这个包络信息。
包络检波器的基本工作原理如下：1.信号采样和放大首先，调制信号被采样并经过放大器放大，以增加信号的幅度。
2.检波器接下来，信号通过一个检波器进行检测。
检波器的作用是将调制信号转换为包络信号。
最常用的检波器是二极管检波器或同步检波器。
3.低通滤波器检波器输出的信号经过一个低通滤波器，以去除高频噪声和杂散成分。
低通滤波器只允许低频信号通过。
4.包络输出经过滤波后，包络信号被提取出来，并作为最终输出。
这个包络信号反映了原始信号的幅度变化。
包络检波器的实现方式包络检波器可以通过不同的方式实现，下面是几种常见的实现方式：1.基带检波法基带检波法是最简单的包络检波器实现方式。
它直接对信号进行检波和滤波，以提取出基带信号的包络。
2.同步检波法同步检波法通过一个参考信号和原信号进行相乘，然后通过低通滤波，以提取出包络信息。
3.包络追踪法包络追踪法通过追踪原始信号的包络，实时调整检波器的阈值，以适应信号的动态变化。
包络检波器的应用包络检波器在许多领域中具有重要的应用价值，包括但不限于以下方面：•无线通信：在无线通信系统中，包络检波器用于解调和恢复原始信号，以实现语音和数据的传输。
•音频处理：在音频处理中，包络检波器可用于提取声音信号的包络特征，以实现音频增益调节、压缩等功能。
•振动信号分析：包络检波器也被广泛用于振动信号分析领域，用于监测和诊断机械系统的状态。
结论通过上述的介绍，我们了解了包络检波器的工作原理和应用。
作为一种重要的信号处理工具，包络检波器在多个领域中发挥着关键作用。
关于峰值包络检波失真的两点意见
关于峰值包络检波失真的两点意见
杨金法
【期刊名称】《电气电子教学学报》
【年(卷),期】1993(000)002
【摘要】本文提出三种不同而等价的判断峰值包络检波器是否产生失随失真的方法;同时,论证了“科切失真”和“负峰切割”失真本质上的一致性.1 推导峰值包络检波器不产生失随失真条件的三种方法图1（a）（b）所示峰值包络检波器,在给定了信号参数（m,w<sub>m</sub>）条件下,如果电路元件参数
（R<sub>0</sub>,C<sub>0</sub>,R<sub>1</sub>）选择不当,检波输出低频电压就不能始终跟随输入高频电压的包络而产生“失随失真”。
显然,要不产生失随失真,就要保证每个输入高频电压正峰(或负峰,取决于
【总页数】3页(P58-60)
【作者】杨金法
【作者单位】中国科技大学电子技术基础部
【正文语种】中文
【中图分类】TN-4
【相关文献】
1.基于Multisim10.1的二极管峰值包络检波仿真 [J], 马兴平;程秀英;侯卫周
2.一种新的斩波器峰值电流两点式控制 [J], 马小亮;王春杰
3.新型峰值包络检波器的研究 [J], 邵军;孙广荣
4.二极管包络检波电路原理及失真探究 [J], 常亮
5.峰值包络检波器的仿真研究 [J], 李茂松;姜明
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峰值包络检波器检波原理及失真分析
【摘要】 峰值包络检波器是由二极管，电阻，电容组成，电路结构十分简单。
检波原理是信号源通过二级管向负载电容C 充电和负载电容C 对负载电阻R 放电的过程，当C 的充放电达到动态平衡后，V 0按高频周期作锯齿状波动，其平均值是稳定的，且变化规律与输入调幅信号的包络变化规律相同，从而实现了AM 信号的解调。
峰值包络检波会带来失真，包括惰性失真和负峰切割失真。
现在应用不多，但对调幅解调的了解有很大的帮助。
【关键词】
包络检波 锯齿状 原理 失真 惰性 负峰切割
前 言
随着科技的发展，无线电通信在如今应用非常广泛 ,正如现在广泛使用的对讲机一样，即时沟通、经济实用、运营成本低、使用方便 , 同时还具有组呼通播、系统呼叫、机密呼叫等功能。
在处理紧急突发事件中,在进行调度指挥中其作用是其他通信工具所不能比拟的。
因此，为了更好的理解在高频电子线路中所学的知识和为以后的工作实践打好基础，我们三人借课程设计之际设计了一款峰
值包络检波器。
一、实验电路 实验电路图：
图1 峰值包络检波器原理图 二、工作原理? （1）实验波形如图：
图2 峰值包络检波波型图
RC 电路有两个作用：一是作为检波器的负载；在两端产生解调输出的原调制信号电压；二是滤除检波电流中的高频分量。
为此，RC 网络必须满足
R
C
c <<ω1
且
R C
>>Ω1。
式中，c ω为载波角频率，Ω为调制角频率。
1.v s 正半周的部分时间(φ<90o )
二极管导通，对C充电，τ充=R D C。
因为?R D很小，所以τ充很小，v o≈v s 2.v s的其余时间(φ>90o)
??二极管截止，C经R放电，τ放=RC。
因为?R?很大，所以τ放很大，C上电压下降不多，仍有：v o≈v s
?1 ,2过程循环往复，C上获得与包络(调制信号)相一致的电压波形，有很小的起伏。
故称包络检波。
检波过程实质上是信号源通过二级管向负载电容C充电和负载电容C对负载
电阻R放电的过程，充电时间常数为R
d C，R
d
为二极管正向导通电阻。
放电时间
常数为RC，通常R>R
d
,因此对C而言充电快、放电慢。
经过若干个周期后，检波
器的输出电压V
在充放电过程中逐步建立起来，该电压对二极管VD形成一个大的负电压，从而使二极管在输入电压的峰值附近才导通，导通时间很短，电流导
通角很小。
当C的充放电达到动态平衡后，V
按高频周期作锯齿状波动，其平均值是稳定的，且变化规律与输入调幅信号的包络变化规律相同，从而实现了AM 信号的解调。
（2）指标分析
??因v s幅度较大，用折线法分析。
1.?v s为等幅波
??包络检波器波形:
图3 包络检波器波形
2.?v s为AM信号
?v s=V s(1+mcosΩt)cosωo t
???因为Ω<<ωo，所以包络变化缓慢，在ωo的几个周期内：
V s'≈V s(1+mcosΩt)=常数(恒定值)
代入：
? v o=V s'cosφ≈V s(1+mcosΩt)cosφ
?? =V s cosφ+mcosφcosΩt
式中：
V s cosφ为与vo幅度成正比的AGC电压
vΩ=mcosφcosΩt=VΩ'cosΩt?(原调制信号)
三、非线性失真的分析
通过实验发现，峰值包络检波包括(a)惰性失真；(b)负峰切割失真。
失真分析：(a)惰性失真
惰性失真是由于τ
放跟不上v
s
的变化引起的失真
失真电路图：
图4 失真电路图
失真波形如图：
图5 失真波形图由图可见，不产生惰性失真的条件：
v s包络在A点的下降速率≤C的放电速率
即：
(b)负峰切割失真
负峰切割失真是由交流负载变化引起的失真
失真电路图：
图6 负峰切割失真电路图负峰切割失真示意图：
图7 负峰切割失真示意图
因为C
c 很大，在一个周期内，V
c
(不变)≈V
s
(K d≈1时)
所以
V R=V AB=V c[R/(R+R L)]
由图：临界不失真条件：
V smin=V c-m V s≈V s-mV s=V s(1-m)
??m较大时，若V R>V smin,则产生失真。
则要求：
四、检波器的改进电路
改进电路图：
图8 改进电路图
R直=R1+R2
R交=R1+(R2R L)/(R2+R L)=R1+R交'
即：
?R1足够大时，R交'的影响减小，不易负峰切割失真。
但R1过大时，VΩ的幅度下降，一般取R1/R2=0.1~0.2
（1）检波电路后接射随(R i大),即检波电路的R L大
（2）晶体管和集成电路包络检波，为直接耦合方式，不存在C c
五、实验总结
通过实验，我们对包络检波的检波原理有了更深的了解和认识，加深了印象，进一步了解了调幅波是如何通过包络检波来实现解调的，通过对包络检波失真的分析，我们明白了如何才能实现不失真，并提出来了改进方案来解决失真问题。
通过本次实验，我们受益匪浅。
六．参考文献
1.高频电子线路(第五版）张肃文主编高等教育出版社
2.通信原理(第六版）樊昌信曹丽娜主编国防工业出版社
3.电路(第五版）邱关源原着罗先觉修订高等教育出版社
4.模拟电子技术基础(第四版）童诗白华成英主编高等教育出版社
5.信号与系统（第二版）郑君里应启珩杨为理主编高等教育出版社。